新人教版九年級物理第18章電功率知識點全面總結(jié)

電功率第1節(jié)電能 電功一、電能1、我們使用的電能是有其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的，電源是提供電能的裝置。2、用電器時消耗電能的裝置，用電器消耗電能的過程，就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，消耗了多少電能就得到了多少其他形式的能。3、電能的單位（1）國際單位：焦耳，簡稱焦，用符號J表示。（2）常用單位：千瓦時，用符號kW·h表示，俗稱度。（3）換算關(guān)系：1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J。二、電能的計量1、電能的計量工具——電能表，也叫電度表，是計量用電器在一段時間內(nèi)消耗電能多少的儀表。2、電能表的讀數(shù)電能表計數(shù)器上顯示著數(shù)字，計數(shù)器前后兩次示數(shù)之差就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)（消耗電能的多少），單位是kW·h（度）。注意電能表計數(shù)器中最后一位數(shù)字是小數(shù)（十分位）。3、電能表上所標參數(shù)的含義（1）“220V”——這個電能表應(yīng)該在220V的電路中使用。（2）“10（20）A”——這個電能表的標定電流為10A，額定最大電流為20A。電能表工作時的電流不能超過額定最大電流。（3）“50Hz”——這個電能表在頻率為50Hz的交流電路中使用。（4）“3000revs/（kW·h）”——接在這個電能表上的用電器，每消耗1kW·h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)。4、1kW·h的作用：洗衣機工作約2.7h；電腦工作約5h；電車行駛0.85km；灌溉農(nóng)田330m2。三、電功1、電功概念（1）定義：當電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能時，我們說電流做了功，簡稱電功。電功用“W”表示。（2）實質(zhì)：電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。所以說用電器消耗了多少電能和電流做了多少功，兩種說法是一樣的。電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。2、電流做功多少的影響因素：跟電壓的高低、電流的大小、通電時間的長短都有關(guān)。3、電功的計算（1）電功的公式：（2）電功的變形公式：（兩推導(dǎo)公式只適用于純電阻電路）。說明：純電阻電路是指消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。如電熨斗、電水壺、電飯鍋等。但含有電動機的電路（如電風(fēng)扇）不是純電阻電路，計算電功時只能用。4、串并聯(lián)電驢中電功特點及分配關(guān)系特點：串并聯(lián)電路中電流做的總功等于各部分用電器電流做功之和，即分配關(guān)系：串聯(lián)電路電流通過各電阻所做的功與其電阻成正比，即并聯(lián)電路電流通過各電阻所做的功與其電阻成反比，即第2節(jié)電功率一、電功率1、比較電流做功快慢的三種方法（1）相同時間，比較電功的多少，電功越多，表示電流做功越快。（2）電功相同，比較所用的時間，用的時間越短，表示電流做功越快。（3）在物理學(xué)中，用電功率表示電流做功的快慢，電功率越大，表示電流做功越快。2、單位：在國際單位制中，電功率的單位是瓦特，簡稱瓦（W）。常用單位還有千瓦（kW），1kW=103W3、電功率的定義：電功與時間之比叫電功率，電功率用P表示。注意：（1）電功率是表示電流做功快慢的物理量。用電器的電功率大說明電流通過該用電器時做功快，即消耗電能快，并不表示消耗電能多。（2）電功率可以反應(yīng)電流通過用電器時產(chǎn)生的效果。如：某燈泡的電功率大，說明單位時間內(nèi)燈泡消耗的電能多，電能轉(zhuǎn)化成的光能就多，燈泡的亮度就大。4、電功率的計算（1）定義式：（2）計算式：根據(jù)與電功的公式得：。（3）推導(dǎo)式：根據(jù)歐姆定律和電功率的計算式可以推導(dǎo)出。注意：推導(dǎo)公式僅適用于純電阻電路。二、額定電壓 額定功率1、額定功率和實際功率及相關(guān)物理量定義說明額定電壓用電器正常工作時的電壓用電器上標明的電壓值就是額定電壓，常用U額表示額定電流用電器正常工作時的電流用電器上標明的電流值就是額定電流，常用I額表示額定功率用電器在額定電壓小工作時的電功率用電器上標明的功率值就是額定功率，常用P額表示實際電壓用電器實際工作時的電壓可能與額定電壓相等，也可能不相等，常用U實表示實際功率用電器在實際電壓下工作時的電功率可能與額定功率相等，也可能不相等，常用P實表示說明：使用用電器時一定要注意它的額定電壓，只有在額定電壓下用電器才能正常工作。標有“PZ220V60W”的燈泡，其中“PZ”表示普通照明的意思，“220V60W”表示該燈泡的額定電壓時220V，額定功率是60W。物理量區(qū)別與聯(lián)系額定功率實際功率區(qū)別概念用電器在額定電壓下工作時的電功率用電器在實際電壓下工作時的電功率是否變化是確定的、唯一的，不隨實際工作電壓的改變而改變是不確定的，隨用電器兩端所加電壓的改變而改變聯(lián)系當用電器兩端的實際電壓等于額定電壓時，用電器的實際功率等于額定功率2、額定功率與實際功率的區(qū)別與聯(lián)系注意：燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率。實際功率越大，燈泡越亮。1、測量原理：用電能表測出用電器在某段時間內(nèi)消耗的電能，利用停表測出消耗這些電能所用的時間，然后利用公式進行計算。2、測量方法（1）記下電能表每消耗1kW·h電能時，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)N。（2）關(guān)閉其他用電器，只讓待測用電器工作。（3）用手表或停表測量待測用電器工作時電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn)所用的時間t。（4）計算待測用電器的實際功率。電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)所消耗電能為。則用電器的實際功率為。第4節(jié)焦耳定律一、電流的熱效應(yīng)1、定義：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2、電熱器：利用電流的熱效應(yīng)來工作的設(shè)備叫電熱器，所有電熱器都是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置。如：電烙鐵、電熨斗、電爐子、電飯鍋、電暖氣、電烤箱、電熱水器等。二、電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)。提出問題：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)。猜想：因為導(dǎo)體在通入電流時才會發(fā)熱，所以電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少可能跟電流的大小有關(guān)；電爐接入電路時，電爐絲和連接電爐絲的導(dǎo)線中的電流是相同的，電爐絲和導(dǎo)線都要發(fā)熱，可是電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，可能此案劉產(chǎn)生熱的多少跟電阻的大小有關(guān)；通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱也會越多。設(shè)計并進行實驗：（1）探究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系如圖所示，在兩個透明容器中封閉著等量的空氣，容器分別連著U形管的一端；沒有加熱時，U形管中液面是相平的。兩密閉容器中各有一段電阻絲，且右邊容器中的電阻比較大。當通電時，電阻絲發(fā)熱，加熱容器中的空氣，空氣受熱膨脹，U形管中液面高度會發(fā)生變化，U形管中液面高度的變化反映了密閉空氣溫度的變化。將兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過兩電阻絲的電流相等。通電一段時間后，比較兩個U形管中液面高度的變化。發(fā)現(xiàn)與右邊容器相通的U形管中液面高度的變化更大些。結(jié)論：在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。（2）探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系如圖所示，兩個密閉容器中的電阻絲阻值均是5Ω，在右側(cè)容器的外部，將一個5Ω的電阻與這個容器中的電阻并聯(lián)，因此通過左側(cè)容器中電阻絲的電流大于通過右側(cè)容器中電阻絲的電流。在通電時間相同的情況下，觀察兩個U形管中液面高度的變化，發(fā)現(xiàn)左側(cè)U形管中液面高度的變化更大一些。結(jié)論：在電阻、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。（3）探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系如圖所示，將這套裝置接到電源兩端，在通電過程中，只觀察左側(cè)U形管中液面高度的變化，發(fā)現(xiàn)隨著通電時間的增加，U形管中液面高度的變化逐漸變大。結(jié)論：在電流、電阻相同的情況下，通電時間越長，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。注意：①第一次實驗中，5Ω和10Ω的電阻絲串聯(lián)，目的是控制電流和通電時間相同。第二次實驗中控制電阻和通電時間相同，兩次實驗均采用了控制變量法。②本實驗中將電阻絲產(chǎn)生的熱量通過U形管中液面高度的變化顯示出來，運用了轉(zhuǎn)換法。③實驗中應(yīng)適兩容器密閉，不能漏氣。三、焦耳定律1、內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫做焦耳定律。2、公式：；在國際單位制中，熱量Q的單位是焦耳，符號“J”。3、電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能（或電功）W，即。注意：對焦耳定律的進一步理解（1）焦耳定律是一個實驗定律，當電流做的功全部轉(zhuǎn)化為熱時，可根據(jù)電功公式和歐姆定律，從理論上證明該定律的正確性。在純電阻電路中：，由于，，所以。（2）該定律適合于任何用電器產(chǎn)生的熱量計算。對于純電阻電路也可用：，，進行計算。（3）在非純電阻電路中，電流做功，只有一部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以消耗的電能大于電熱，即W＞Q，例如：電流通過電動機，一少部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，還有一大部分轉(zhuǎn)化成機械能，此時。在非純電阻電路中，計算消耗的電能（電功）只能用，計算電熱只能用。四、電熱的利用和防止1、電熱的利用：電熱器是利用電熱的設(shè)備，它是利用電流的熱效應(yīng)工作的，電熱器的主要工作部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是用電阻率大、熔點高的金屬電阻絲繞在絕緣材料上制成的。例如，家中的電熱水器、電飯鍋、電熨斗，養(yǎng)雞場中的電熱孵化器等，都是利用電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來工作的，都是利用電熱為人類服務(wù)的。2、電熱的防止：電熱器在使用時清潔、無污